वनस्पतींच्या श्वसनाचे नेमके जाळे शोधले

वनस्पतीच्या प्रत्येक पेशीपर्यंत हवेचा नियमित प्रवाह नेमका कशाप्रकारे पोचतो, याची माहिती मिळविण्यात शेफिल्ड विद्यापीठातील संशोधकांना यश आले आहे. या आधीही माणसाने पानावर कमी छिद्रे असलेल्या गहू जातींची पैदास केली असून, अशा जातींना कमी पाणी लागते. भविष्यामध्ये या संशोधनावर आधारित दुष्काळ प्रतिकारक जातींचा विकास करणे शक्य होईल. हे संशोधन नेचर कम्युनिकेशन्समध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे. वनस्पती शास्त्रज्ञांनी वनस्पतीच्या अंतर्गत हवेचे प्रवाह उदा. कार्बन डायऑक्साईड प्रत्येक पेशींपर्यंत पोचवले जातात. पानांवरील छिद्रांचा शोध (स्टोमॅटा) १९ शतकामध्ये लागला. तरीही हवा पानामध्ये घेतल्यानंतर त्यांचे पेशीपर्यंत प्रवाह नेमके कसे तयार होतात, याविषयी फारशी माहिती उपलब्ध नव्हती. शेफिल्ड विद्यापीठातील शाश्वत अन्न संस्थेतील शास्त्रज्ञांनी जनुकीय तंत्रज्ञानावर आधारित संशोधन केले आहे. त्यांनी वनस्पतींना अधिक हवा पुरविण्यासाठी पानांवर अधिक पर्णछिद्रे असावीत, यासाठी प्रयत्न केले. त्यामध्ये मानवी किंवा प्राण्यांच्या फुप्फुसाप्रमाणे हवा पोचवण्यासाठीची यंत्रणा शोधण्याचा प्रयत्न होता. नॉटिंगहॅम विद्यापीठ आणि लॅंकेस्टर विद्यापीठातील सहकाऱ्यांनी पर्णछिद्रातून कार्बन डायऑक्साईडच्या होणाऱ्या हालचालीचा अभ्यास केला. त्यातून प्रामुख्याने हवेच्या प्रवाहाचा आकार आणि प्रमाण समजण्यास मदत झाली. पानांच्या अंतर्गत संरचना समजण्याच्या दृष्टीने एक पाऊल पुढे पडले आहे. एखाद्या स्नायूंच्या कार्याच्या त्याच्या विकासावर कसा परिणाम होतो, हे समजण्यात मदत झाली आहे. हे वनस्पती जीवशास्त्राच्या पुढील टप्पा असून, उत्क्रांती जीवशास्त्रामध्ये समावेश होऊ शकेल. याआधीही माणसाने पैदास प्रक्रियेद्वारे गहू पिकामध्ये पर्णछिद्रांचे प्रमाण कमी राखत हवेचा प्रवाह कमी राहण्याच्या दृष्टीने प्रयत्न केले. यामुळे पाने अधिक घनदाट होऊनही कमी पाण्यामध्ये वाढण्याची संधी मिळाली होती. आता नव्या संशोधनामुळे पानाच्या अंतर्गत रचनांमध्ये आवश्यक ते बदल करता येतील. यातून अधिक जल कार्यक्षम पिकांची निर्मिती शक्य होईल. यामध्ये वातावरण बदलामध्येही सहनशील अशा भात आणि गहू जाती विकसित करता येतील. या जाती तीव्र दुष्काळाच्या स्थितीमध्ये तग धरू शकतील. संशोधन आणि शास्त्रज्ञांची प्रतिक्रिया ः संशोधनाविषयी माहिती देताना शेफिल्ड विद्यापीठातील प्रो. अॅन्ड्र्यू फ्लेमिंग यांनी सांगितले, की आजवर वनस्पतीअंतर्गत पेशींपर्यंत हवेचा पुरवठा करण्यासाठी तयार करत असलेल्या पॅटर्न नेमके कसे तयार होतात, ही बाब आश्चर्यकारकरीत्या गूढ बनून राहिली होती. अर्थात, याआधीही माणसाने वनस्पतीच्या श्वसनामध्ये पैदास प्रक्रियेद्वारे हस्तक्षेप केला होता. त्यातून त्यांनी गव्हाच्या कमी पाण्यावर येणाऱ्या जाती विकसित केल्या होत्या. भविष्यामध्ये या हवेच्या प्रवाहाचे अंतर्गत जाळे जाणून घेतल्यास वनस्पतीच्या दुष्काळासाठी सहनशील जातींचा विकास करणे शक्य होणार आहे. लॅंकेस्टर विद्यापीठातील डॉ. मार्जोरी लुंडग्रेन यांनी सांगितले, की पर्णछिद्रांचा विकास आणि अंतर्गत हवेच्या पोकळ्या यामध्ये असलेल्या सहसंबंध किंवा समन्वयाविषयी शास्त्रज्ञांना अनेक वर्षांपासून शंका होती. मात्र, त्यातील कोणती गोष्ट पहिल्यांदा सुरू होते, हा प्रश्न आपल्या नेहमीच्या कोंबडी आधी की अंडे यासारखा आहे. यासाठी वेगवेगळी पानांची रचना असलेल्या वनस्पतींवर प्रयोगांची मालिका रचण्यात आली, त्यात क्ष किरण सीटी इमेज विश्लेषणाचा समावेश होता. यामध्ये आम्हाला पर्णछिद्राचा विकास हवेच्या पोकळ्यांच्या विस्तारामुळे सुरू होत असल्याचे दिसून आले. मग आम्ही एक पाऊल पुढे जात पर्णछिंद्रांना वायूच्या देवाणघेवाणीसाठी आवश्यक तितक्या पोकळ्या व त्यांची वाढ, विस्तार यावर लक्ष केंद्रित केले. ही बाब पुन्हा वनस्पती शरीरशास्त्राशी जोडलेली आहे. क्ष किरण प्रतिमांकन तंत्रासाठी नॉटिंगहॅम विद्यापीठातील हौन्सफिल्ड फॅसिलिटीच्या संचालक व प्रो. सॅचा मुनी यांची मदत घेतली. या तंत्राच्या साह्याने वनस्पतीच्या आजवर जमिनीमध्ये असलेल्या भागांवर म्हणजे मुळांचे कार्य व त्याच्या पद्धती उघड करण्यात येत आहेत. मात्र, वनस्पतींच्या पानांच्या अंतर्गत पेशींच्या रचना त्रिमितीय पद्धतीने पाहता येईल, असे तंत्र आम्ही शेफिल्ड विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांसह विकसित केले. त्यातून हवेच्या पोकळ्यांच्या गुंतागुंतीच्या जाळ्यांचा अभ्यास करता आला. हे विलोभनीय तर आहेच, पण त्यातून नव्या जातींच्या विकसनाला वेग मिळू शकतो.